Vidensstatus for sammenhængen mellem tilstanden i grundvand og overfladevand

1 Indledning

1.1 Formål
1.2 Projektbaggrund og organisation
1.3 Definitioner af grundvand og overfladevande
1.4 Vandrammedirektivets krav til integreret forvaltning af grundvand og overfladevande
1.5 Fremgangsmåde ved udarbejdelse af nærværende rapport
1.6 Rapportens indhold - læsevejledning

1.1 Formål

Formålet med nærværende rapport er at give et samlet overblik over kendskabet til grundvandets påvirkning af overfladevand under danske forhold samt at identificere eventuelle videnshuller om sammenhængen mellem grundvand og overfladevand i relation til implementeringen af Vandrammedirektivet.

1.2 Projektbaggrund og organisation

Miljøstyrelsens Spildevands- og Vandforsyningskontor udbød den 1. marts 2001 et projekt om ’Sammenhængen mellem Tilstanden i Grundvand og Overfladevande’. Projektet er et led i den faglige forberedelse af implementeringen af Vandrammedirektivet i dansk lovgivning. Ifølge Vandrammedirektivet skal der bl.a.. etableres kriterier for vurdering af tilstanden i grundvand og overfladevand, således at det kan vurderes, hvordan grundvandet, kvantitativt og kvalitativt, påvirker overfladevandenes kvantitet, kvalitet og økologiske tilstand. Formålet med nærværende projekt er, jf. udbudsmaterialet, at etablere et samlet overblik over kendskabet til grundvandets påvirkning af overfladevand under danske forhold, herunder at påpege de eventuelle videnshuller der måtte være med hensyn til fastsættelse af kvalitetskriterier i grundvand i relation overfladevandene.

Projektet gennemføres af GEUS og DMU i perioden juni til december 2001. Projektgruppen består af:
Jens Christian Refsgaard, GEUS (projektleder)
Brian Kronvang, DMU (viceprojektleder, samspil mellem stoffer i grundvand og vandløb)
Jens Skriver, DMU (biologiske forhold i vandløb)
Per Rasmussen, GEUS (sekretær, grundvandskvalitet)
Hans Jørgen Henriksen, GEUS (den fysiske interaktion mellem grundvand og overfladevand)
Jens Peder Jensen, DMU (samspil mellem grundvand og søer)
Martin Søndergaard, DMU (samspil mellem grundvand og søer)
Bertel Nilsson, GEUS (vådområders hydrogeologi, interaktion mellem grundvand og overfladevand)
Tage Dalsgaard, DMU (samspil mellem grundvand og kystnære områder)
Carl Christian Hoffmann (ånære områders hydrologi)

Projektet har en følgegruppe bestående af:
Martin Skriver, Miljøstyrelsen (formand)
Christian Ammitsøe, Miljøstyrelsen
Jan Steinbring Jensen, Skov- og Naturstyrelsen
Jens Christian Refsgaard, GEUS
Jens Skriver, DMU
Per Rasmussen, GEUS

Til at bidrage til kvalitetssikringen indgår følgende panel af eksterne eksperter:
Steen Christensen, Århus Universitet
Kaj Sand-Jensen, Københavns Universitet
Morten Sørensen, Fyns Amt
Peter Wiberg-Larsen, Fyns Amt

1.3 Definitioner af grundvand og overfladevande

Grundvand og overfladevand er defineret på følgende måder i Vandrammedirektivet:
"Overfladevand defineres som indvand, bortset fra grundvand; overgangsvande og kystvande. Når det drejer sig om kemisk tilstand omfatter overfladevand tillige territorialfarvande1". Overfladevand omfatter således i praksis alt det vand vi kan se, fra den opstrøms kilde til kystzonen, hvor grænsen er defineret som en afstand fra kysten på 1 sømil. Det vil i praksis sige at mange fjorde og indre danske farvande er inkluderet.
"Grundvand defineres som alle former for vand under jordoverfladen i mættede zoner og i direkte kontakt med jordoverfladen eller undergrunden2". Eftersom vi næsten ikke har egentlig afstrømning på overfladejorden (de vigtigste undtagelser er visse vådområder og situationer med frossen jord) under danske forhold, vil det i praksis sige, at næsten alt det vand der løber i danske vandløb og således ender i overfladevand stammer fra grundvandet. Eksempelvis er drænvand defineret som grundvand, eftersom drænvand er afdræning af vand i den mættede zone ved det øverste grundvandsspejl.

Denne definition på grundvand, inklusiv at drænvand defineres som grundvand, er helt i overensstemmelse med de gængse definitioner i den videnskabelige verden. Endvidere kan det nævnes at vandet i den umættede zone, som er beliggende mellem jordoverfladen og det øverste grundvandsspejl, ifølge Vandrammedirektivet er defineret som overfladevand. Definitionerne er illustreret på Fig. 1.1.

Fig. 1.1
Illustration af definitionerne på grundvand og overfladevand (modificeret fra Winter et al., 1998).

1.4 Vandrammedirektivets krav til integreret forvaltning af grundvand og overfladevande

Vandrammedirektivets overordnede formål er, at fastlægge en ramme for beskyttelse af vandløb og søer, overgangsvande, kystvande og grundvand. Et hovedprincip i direktivet er, at vandressourceforvaltningen skal ske ud fra helhedsbetragtninger (holistisk), hvor vandkvantitet, vandkvalitet, økologiske forhold og økonomiske forhold vurderes samlet, og hvor de forskellige forekomster af vand skal ses i sammenhæng. Der står eksempelvis følgende i direktivets indledende afsnit:
"Ud fra miljøbeskyttelsesformål er der behov for en større integration af kvalitative og kvantitative aspekter af både overfladevand og grundvand, idet der skal tages hensyn til de naturlige strømningsveje i det hydrologiske kredsløb3".
"Den kvantitative status af grundvand kan have indflydelse på den økologiske kvalitet af overfladevand og terrestriske økosystemer som er i forbindelse med grundvandet4".
"Overfladevand og grundvand er i princippet fornyelige naturressourcer; især opgaven med at sikre en god tilstand for grundvandet kræver tidlig handling og stabil langtidsplanlægning af beskyttelsesforanstaltninger, på grund af den naturlige tidsforsinkelse ved grundvandsdannelse og –fornyelse. Sådanne tidsforsinkelser for forbedring skal tages i betragtning når der etableres tiltag til at opnå en god grundvandstilstand og vende enhver signifikant og konstant opadgående tendens i koncentrationen af et grundvandsforurenende stof5".

I forbindelse med implementeringen af Vandrammedirektivet er et afgørende forhold for klassificeringen af grundvandet, hvordan grundvandsstanden og -kvaliteten påvirker tilstanden i overfladevandene. Med den anvendte (brede) definition på grundvand stammer hovedparten af vandet i vandløbene fra det øvre grundvand, der som regel er ungt og derfor med hensyn til grundvandskvalitet er stærkt påvirket såvel af forureningskilder, fx. affaldsdepoter, som af landbrugspraksis.

Grundvandsressourcerne og overfladevandene har i Danmark i stort omfang hidtil været forvaltet hver for sig. Med principperne i Vandrammedirektivet bliver der således øget fokus på sammenhængen i forvaltningen af overfladevand og grundvand.

1.5 Fremgangsmåde ved udarbejdelse af nærværende rapport

Projektarbejdet har haft følgende indhold:
På baggrund af indgående kendskab til danske forhold og ved studier af Vandrammedirektivet har projektgruppen udarbejdet problemformuleringer for fire delområder, hvor Vandrammedirektivet stiller krav som kræver betydelig indsats under danske forhold: (1) det kvantitative samspil mellem grundvand og overfladevand, (2) det kvalitative samspil mellem grundvand og overfladevand, (3) den økologiske kvalitet i overfladevand i relation til grundvand og (4) værktøjer for analyse af samspil mellem grundvand og overfladevand.
Der er foretaget litteratursøgning indenfor en række delemner af relevans i forhold til problemformuleringerne. Der er søgt på internationale videnskabelige artikler publiceret i perioderne: 1987-90, 1991-95 og 1996-2001. Litteratursøgningen er foregået på den database, som generelt er mest udbredt og tilsammen dækker de berørte fagområder, nemlig Web of Science.
Den internationale litteratursøgning er suppleret med relevante danske studier som projektgruppen har kendskab til.
På den baggrund er der udarbejdet beskrivelser af vidensstatus og tilhørende videnshuller for de fire delområder.
De identificerede videnshuller er herefter blevet beskrevet og prioriteret.

Kvalitetssikringsgruppen har været indraget midtvejs på en heldags-workshop, hvor projektgruppen fremlagde vidensstatus (skriftligt og mundtligt) til diskussion og kritik.

1.6 Rapportens indhold - læsevejledning

Kapitlerne 2-5 indeholder projektgruppens resume af vidensstatus på de fire delområder:
det kvantitative samspil mellem grundvand og overfladevand (kapitel 2),
det kvalitative samspil mellem grundvand og overfladevand (kapitel 3),
den økologiske kvalitet i overfladevand i relation til grundvand (kapitel 4) og
værktøjer for analyse af samspil mellem grundvand og overfladevand (kapitel 5).

Et resume af de enkelte litteratursøgningerne, som ligger til grund for kapitlerne 2-5 kan findes i Appendix A. Flere detaljer, herunder referencelisterne fra litteratursøgningen, er beskrevet i en række baggrundsnotater, som ikke er en del af selve rapporten. Baggrundsnotaterne kan downloades på http//www.geus.dk

Kapitel 6 giver en begrundelse for den foretagne prioritering af vidensbehovene, mens de enkelte vidensbehov er beskrevet i form af et idekatalog i Kapitel 7.

1 Vandrammedirektivet, artikel 2, stk 1
    
2 Vandrammedirektivet, artikel 2, stk 2
  
3 Vandrammedirektivet, afsnit (34) i indledningen
   
4 Vandrammedirektivet, afsnit (20) i indledningen
    
5 Vandrammedirektivet, afsnit (28) i indledningen